CN220526814U - 一种多棒极大电流真空开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多棒极大电流真空开关，包括陶瓷外管、用于导通间隙的主电极和用于提供初始等离子体的触发极，主电极包括阴极和阳极，主电极上设有多对棒极。所述阴极的中心设有用于容纳触发极的空腔，且靠近阳极的一侧设有阴极触头，触发极、阴极触头和绝缘管构成了触发电极。所述触发极沿长度方向通过绝缘管固定在阴极内，且一端通过触发极引出端伸出阴极外，所述阴极触头朝向触发极的一侧面为曲面。本装置通过采用六棒极真空开关作为主要导电主极，优化了阴极与触发极的空间结构，修改触发极形状，提高沿面触发的概率以及避免由于触发极金属气雾化对阴极表面的污染。实现快速触发，提高触发稳定性和可靠性，便于实现沿面闪络等物理条件。

Description

一种多棒极大电流真空开关

技术领域

本实用新型涉及高压脉冲技术领域，尤其是涉及一种多棒极大电流真空开关。

背景技术

真空开关是一种新型的高压脉冲开关，在电磁场发射等领域极为重要。其中，多棒极真空开关能实现大电流的导通能力，高的电荷交换能力以及能实现有效触发，具备触发可靠性高、电恢复时间短、长寿命、低噪音等特点。

例如CN201310329692.X公开的一种带挡弧盘的真空开关触发电极结构，该结构通过在触发沿面附近形成轴对称的渐开式凹槽，触发沿面位于凹槽底部，构造出一个由机械形状改变导致的畸变的强电场区，增大了初始等离子体向外扩散的通道截面积，进而使得触发产生的初始等离子体能够以更大的能量和数量进入主间隙，改善触发的可靠性。

目前，该器件根据不同的工作环境所使用工况并不相同。如何在沿面触发型的触发极实现大电流导通的情况下，提高真空开关的触发稳定性和可靠性是急需解决的问题。申请人认为上述专利的触发沿面结构复杂，如何提供一种结构更简单的触发结构以延长触发针稳定性和使用寿命是需要解决的问题。

实用新型内容

为克服现有技术缺点，本实用新型目的在于提供一种能够提高沿面触发概率的多棒极大电流真空开关，以解决上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种多棒极大电流真空开关，包括陶瓷外管、用于导通间隙的主电极和用于提供初始等离子体的触发极，主电极包括阴极和阳极，主电极上设有多对棒极；

所述阴极的中心设有用于容纳触发极的空腔，且靠近阳极的一侧设有阴极触头；触发极、阴极触头和绝缘管构成了触发电极；

所述触发极沿长度方向通过绝缘管固定在阴极内，且一端通过触发极引出端伸出阴极外，所述阴极触头朝向触发极的一侧面为曲面。

进一步地，所述棒极从主电极表面垂直伸出且沿主电极外缘均匀分布，所述主电极上设有三根互成120°的棒极，所述阴极的三根棒极与阳极的三根棒极交错排列且上下相邻两棒极之间互成60°。

进一步地，所述棒极的末端倒角。

进一步地，所述陶瓷外管内部设有金属屏蔽罩。

进一步地，所述陶瓷外管内部的真空间隙成为主间隙，所述触发极和阴极触头之间的真空间隙为触发间隙。

进一步地，所述触发极的另一端呈伞状且端面为平面，且伸出阴极触外。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本装置基于短时瞬态脉冲工作环境为主要的工况，对该开关结构进行优化和修改。通过采用六棒极真空开关作为主要导电主极，优化了阴极与触发极的空间结构，修改触发极形状，提高沿面触发的概率以及避免由于触发极金属气雾化对阴极表面的污染。从而实现快速触发，提高触发稳定性和可靠性，便于实现沿面闪络等物理条件。在开关控制上实现可控和可调，有利于工业化批量生产和应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的实施例1的整体结构示意图。

图2为图1的A-A向剖视图。

图3为图2的B处放大图。

图4为本实用新型的实施例1的阴极和阳极结构示意图。

图中，各附图标记为：

1-陶瓷外管；2-阴极；3-阳极；4-触发极；5-触发极引出端；6-棒极；7-阴极触头；8-绝缘管。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

如图1-4所示的一种多棒极大电流真空开关，包括用于绝缘外部环境的陶瓷外管1、一对用于导通间隙的主电极(阴极2、阳极3)和一用于提供初始等离子体的触发极4。陶瓷外管1的内部设有金属屏蔽罩，以防金属蒸气沉积于陶瓷外管1内表面发生闪络。

本实施例中的真空开关内共设有六棒极，棒极的末端倒角，以使棒极间电场更均匀。阴极2和阳极3呈圆柱状，棒极从主电极的圆盘表面垂直伸出，沿主电极外缘均匀分布，一主电极上的三根棒极互成120°，阴极2的三根棒极与阳极3的三根棒极交错排列且上下相邻两棒极之间互成60°。多对棒极的设置能够增加导通时的电弧燃弧面积，有效避免电弧集聚造成的电极烧蚀，增加了真空开关的使用寿命。

阴极2的圆盘中心设有用于容纳触发极4的空腔，圆盘靠近阳极1的一侧设有阴极触头7，触发极4、阴极触头7和绝缘管8构成了触发电极。绝缘管8完全被包裹在阴极触头7内，陶瓷外管1内部的真空间隙成为主间隙，触发极4和阴极触头7之间的真空间隙为触发间隙。

其中，触发极4沿长度方向通过绝缘管8固定在阴极2内，且一端通过触发极引出端5伸出阴极2外，另一端呈伞状且端面为平面，伸出阴极触头7外，阴极触头7朝向触发极4的一侧面为曲面。通过触发极4与阴极触头7的电位差，使阴极触头7的沿面发生沿面闪络，产生等离子体，通过电弧实现主电极之间的导通。

本装置基于短时瞬态脉冲工作环境为主要的工况，对该开关结构进行优化和修改。通过采用六棒极真空开关作为主要导电主极，优化了阴极2与触发极4的空间结构，修改触发极4形状，提高沿面触发的概率以及避免由于触发极4金属气雾化对阴极2表面的污染。从而实现快速触发，提高触发稳定性和可靠性，便于实现沿面闪络等物理条件。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为更清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方法予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种多棒极大电流真空开关，其特征在于，包括陶瓷外管(1)、用于导通间隙的主电极和用于提供初始等离子体的触发极(4)，主电极包括阴极(2)和阳极(3)，主电极上设有多对棒极；

所述阴极(2)的中心设有用于容纳触发极(4)的空腔，且靠近阳极(3)的一侧设有阴极触头(7)；触发极(4)、阴极触头(7)和绝缘管(8)构成了触发电极；

所述触发极(4)沿长度方向通过绝缘管(8)固定在阴极(2)内，且一端通过触发极引出端(5)伸出阴极(2)外，所述阴极触头(7)朝向触发极(4)的一侧面为曲面。

2.根据权利要求1所述的一种多棒极大电流真空开关，其特征在于，所述棒极从主电极表面垂直伸出且沿主电极外缘均匀分布，所述主电极上设有三根互成120°的棒极，所述阴极(2)的三根棒极与阳极(3)的三根棒极交错排列且上下相邻两棒极之间互成60°。

3.根据权利要求1所述的一种多棒极大电流真空开关，其特征在于，所述棒极的末端倒角。

4.根据权利要求1所述的一种多棒极大电流真空开关，其特征在于，所述陶瓷外管(1)内部设有金属屏蔽罩。

5.根据权利要求1所述的一种多棒极大电流真空开关，其特征在于，所述陶瓷外管(1)内部的真空间隙成为主间隙，所述触发极(4)和阴极触头(7)之间的真空间隙为触发间隙。

6.根据权利要求1所述的一种多棒极大电流真空开关，其特征在于，所述触发极(4)的另一端呈伞状且端面为平面，且伸出阴极触头(7)外。